一种四光纤准直器，其被耦合到单个梳状滤波器的光学器件以产生两个共封装梳状滤波器的功能。准直器的两根光纤被耦合到单个梳状滤波器的核心光学器件以产生两对输出光束。准直器的另两根光纤被耦合以接收反射输出光束。在光纤束中的光学光纤的几何形状受到控制，以产生不带任何偏移的梳状滤波器输出。在另一实施例中，四光纤准直器的两根光纤作为输入被耦合到法布里-珀罗标准具并且另两根光纤作为输出而从法布里-珀罗标准具耦合。光纤的几何形状和准直器的焦距受到控制，以产生带有以预定数量偏移的峰值的两个输出。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术大体上涉及光学通信的领域，并且特别地涉及从被耦合到四光纤准直器的单个装置的核心构件提供诸如梳状滤波器或者标准具的两个光学器件的功能的设备。
技术介绍
在光学通信中，一根光纤能够承载很多通信信道，其中每一个信道均具有它自身的载波频率。具有不同频率的光通过在本
中被称为复用器(“mux”)的装置而被融合到光纤中，并且在以后通过被称为解复用器(“de-mux”)的装置而被分离到不同的端口中。复用器和解复用器装置通常利用诸如薄膜滤波器(TFF)、阵列波导光栅(AWG)、和光学梳状滤波器技术。在密集波分复用(DWDM)光学通信中，激光(信道)的各种频率(1/入)被用作载波信号，并且被耦合到用作波导的同一光学光纤中。数据信号在载波信号之上迭加，并且被在波导中输送。因为总可用波长范围受到限制(大约几十纳米)，所以随着信道间隔降低，更多的信道能够适配于同一光学光纤中，并且更高的通信容量得以实现。因此，以不断地减小的信道间隔来进行操作的能力是在本
中的一个重要目的。然而，信道间隔受到复用器和解复用器在没有信号重叠的情况下对信道进行组合和分离的能力的限制。当前地，用于信道间隔的标准是100GHz (0.8nm)，并且为了实现小于IOOGHz的信道间隔，制造成本急剧地增加。当信道的总数小于大约20时，因为其宽的带宽、其良好的热稳定性和可以将信道添加到系统的便利性，基于薄膜滤波的技术是优选的。当信道的数目变得高很多(例如，大于大约40)时，在本
中优选的是，使用在整个信道上提供更加均匀的损失并且呈现比薄膜技术更小的色散的光学器件。例如，基于阵列波导光栅(AWG)和衍射光栅的装置提供这些优点。然而，这种装置趋向于产生比薄膜技术更窄的带宽，这严重地限制了它们的应用。进而，已经通过光学梳状滤波器的使用实现了用于增加具有在整个信道上均匀的插入损耗和最小色散的复用和解复用装置的带宽的一种成本有效的方法。利用梳状滤波器，使用较低分辨率滤波器复用/解复用带有小于滤波器的频率分辨率的信道间隔的信道是可能的。例如，为了解复用带有50GHz的信道间隔的八十个信道，梳状滤波器首先将光分离成到奇数流和偶数流中。奇数流包含奇数个信道，并且偶数流包含偶数个信道。由此，在每一个流中的信道间隔变成100GHz。因此，能够使用IOOGHz滤波器来分离在每一个流中的信道。否则，将必须使用比IOO-GHz滤波器更加昂贵的50GHz滤波器来解复用所有的80个信道的光信号。传统的自由空间解复用梳状滤波器是3端口装置。如以Michelson干涉仪配置而、在图I中概略示出地，光学解复用梳状滤波器10包括被与反射镜14和标准具结构16组合的50/50分束器12。单个入射光束I在公共(输入)端口 18上入射，并且两个输出光束R、T从分别的输出端口 20、22出射。入射光束I的一个部分首先被在分束器的点24处反射，并且然后被反射镜14反射，并且在点26处返回分束器，在此处其以50/50能量分裂而被再次反射和透射。返回点26的光束具有作为其光学频率的线性函数的相位。入射光束I的其它部分在分束器的点24处被透射，并且被相位光学器件16相移；然后它在点26处返回分束器，在此处，其自身也被以50/50能量分裂而反射和透射。返回点26的这个光束具有作为其光学频率的非线性函数的相位。在由反射镜14产生的线性相位和由相位光学器件16产生的非线性相位之间的相差确定在输出端口 20 (反射光束R)和22 (透射光束T)中的每一个之处哪些光学频率(波长)处于通带中和那些光学频率 (波长)处于抑止带中。标准具16通常包括调谐器并且优选地由Gires-Tournois标准具组成。由于它们的紧凑性和可靠性，在DWDM中，诸如在固定波长滤波器、光学开关和梳状滤波器中广泛地使用了双光纤准直器。在双光纤准直器中，两根裸光纤在毛细管内侧被彼此相邻地放置。因此，对于标准的SMF-28光纤，在两根光纤之间的中心间距离为标称地125um。两根光纤共享一个准直透镜并且光纤的顶端靠近准直透镜的焦平面定位。结果，来自两根光纤的准直束以由中心到中心间距离和准直透镜的焦距确定的小角度展现。例如，在带有6. 5-_焦距的双光纤准直器中，在两个准直束之间的角度是大约I. I度。多根光纤能够类似地共享准直透镜。相应地，由于它们的紧凑性，近年来，已经使用了主要地用于光学开关的各种多光纤准直器。在这种光学开关应用中，开关对于波带中的所有的波长工作，而不存在任何ITU对准要求，并且插入损耗(在大多数应用中最重要的参数)是低的，这使得多光纤准直器的使用是非常理想的。如在本
中充分理解地，标准具的自由光谱范围(FSR)由空腔长度；即，在标准具的两个反射性表面之间的距离确定。当入射光束不垂直于空腔(诸如由输入光纤的位置引起)时，有效空腔长度根据余弦定律减小。结果，FSR增加并且空腔的透射峰值移位。例如，为50GHz标准具使用带有6. 5-mm焦距的双光纤准直器，有效空腔长度减小0. 14um。(出于该说明的意图，um= Um0 )众所周知的是，当空腔长度被以等于一半波长的距离改变时，透射峰值将以一个FSR移位。因此，在有效空腔长度中的0. 14um变化将引起透射峰值以8. 9GHz移位。进而，由于毛细管和光纤这两者直径的公差，如分别地在图2和3中理想化的和更加实际的配置中所示意地，中心到中心毛细管距离能够引起几um的误差，并且准直透镜的焦距能够具有百分之几的公差。因此，焦距误差和光纤距离误差能够引起在两个准直束之间的角度极大地偏离所期设计数值。因此，控制这些参数以获得所期输出是重要的。在双光纤梳状滤波器应用中，如在美国专利No. 6，587，204中描述地，输入准直器具有两根光纤。如在图4中所不意地,一根光纤FI用于输入,另一根光纤FB用于反射信道。传输信道仅仅需要一根光纤FT来接收透射光束。梳状滤波器的核心光学器件(分束器12、镜14、带有调谐器的标准具16)被放置在外罩(未示出)内，并且准直器30和32被对准以优化性能。梳状滤波器然后被以传统方式调谐，以将它的输出反射和透射峰值与预定栅格例如ITU对准。(关于适当的调谐设备的一个实例，见美国专利No. 6，816，315。)ITU栅格的所有的偶数信道(波长)均指向透射端口，并且所有的奇数信道(波长)均指向反射端口，或者反过来。本专利技术旨在利用单个梳状滤波器的核心光学器件来提供两个双光纤梳状滤波器的功能。
技术实现思路
本专利技术是基于使用四光纤准直器的思想，所述四光纤准直器被耦合到单个梳状滤波器或者单个标准具结构的光学器件从而产生两个共封装装置的功能。如在这里所使用地，术语“相位光学器件”和“相位光学器件单元”旨在意指能够在光束中产生相移的装置。在用于梳状滤波器操作的优选实施例中，本专利技术的核心光学器件包括适于产生反射光束和透射光束的分束器表面、被光稱合到分束器表面以接收反射光束的镜表面、带有被光I禹合到分束器表面以接收透射光束的调谐器的标准 具，和从准直器的两根光纤朝向分束器表面引导一对输入光束并且在被耦合到准直器的另一对光纤中接收两个反射输出光束的四光纤准直器。应该理解，镜和标准具能够与光束-分裂器相反地被以等效的方式耦合，从而分别地接收透射和反射光束本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双光学功能装置，包括：相位光学器件单元；和四光纤准直器，所述四光纤准直器从所述准直器的两根光纤朝向所述相位光学器件单元引导一对输入光束，并且在所述准直器的其它两根光纤中接收来自所述相位光学器件单元的两个反射输出光束。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢永杰，
申请(专利权)人：捷迅光电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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